【正文】 的要求，除應(yīng)具有正常工作電源外，還應(yīng)設(shè)備用電源、啟動(dòng)電源和事故保安電源。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，各種類(lèi)型的大、中、小型發(fā)電廠(chǎng)正在全國(guó)各地如火如荼地建設(shè)中，對(duì)各種類(lèi)型的發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識(shí)理解應(yīng)用 水平，認(rèn)真對(duì)待。 建立火電廠(chǎng)就是將不容易、不方便被人們利用的能量，通過(guò)火電廠(chǎng)轉(zhuǎn)化為易被人們利用的電能。在進(jìn)行低壓廠(chǎng)用電設(shè)計(jì) 時(shí) ，統(tǒng)計(jì)所有低壓廠(chǎng)用電的負(fù)荷，選擇合適的低壓電氣設(shè)備，利用浩辰 CAD完成低壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的繪制。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 簽名日期： 年 月 日 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 摘要 隨著電力行業(yè)不斷的發(fā)展，我國(guó)發(fā)電機(jī)、變壓器單機(jī)容量不斷增大，電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)正朝著“大機(jī)組、超高壓、大電網(wǎng)”的方向發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要，保證機(jī)組安 全、穩(wěn)定運(yùn)行的廠(chǎng)用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越發(fā)顯得重要。有關(guān)觀(guān)點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)等的引用已在文中參考文獻(xiàn)中指出 。 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫(xiě)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料 。 本設(shè)計(jì)為 4 660MW 火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)，根據(jù)廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)規(guī)范，廠(chǎng)用電電氣主接線(xiàn)采用發(fā)電機(jī) 變壓器組單元接線(xiàn)直接接入電廠(chǎng)新建的 500kV配電裝置，電廠(chǎng)升壓站 500kV母線(xiàn)經(jīng)一個(gè)半斷路器接至 10KV 高壓系統(tǒng)， 高低壓側(cè)（ 10KV 和 ）選擇母線(xiàn)形式都為單母線(xiàn)， 使電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)充分體現(xiàn)出安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)本課題的研究，掌握了廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范，掌握了浩辰 CAD 繪圖軟件的使用與操作，提高了自己的工程實(shí)踐能力。在這個(gè)過(guò)程中，提高了能量的利用率，節(jié)約能源，對(duì)人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展有重要的意義，而火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個(gè)項(xiàng)目。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 電力行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 目前我國(guó)火力發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的 70%以上，而凝汽式火電廠(chǎng)是其中的主力軍。一般電廠(chǎng)中都以啟動(dòng)電源兼作備用電源。當(dāng)公用負(fù)荷大時(shí)，可設(shè)公用母線(xiàn)段。但廠(chǎng)用電主接線(xiàn)的確定對(duì)發(fā)電廠(chǎng)本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有很大的影響，因此全面考慮電廠(chǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃，結(jié)構(gòu)布局，運(yùn)用新技術(shù)，新設(shè)備，對(duì)廠(chǎng)用電電氣部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高供電可靠性和穩(wěn)定北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 性已成為國(guó)外研究的新課題。 （ 4） 根據(jù)電廠(chǎng)機(jī)組容量，進(jìn)行廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)及負(fù)荷計(jì)算，負(fù)荷計(jì)算包括除塵、化水、機(jī)務(wù)、熱控等負(fù)荷計(jì)算，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：電力負(fù)荷的分類(lèi)及變壓器的選擇、電壓等級(jí)的選擇、廠(chǎng)用電主接線(xiàn)的選擇、高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的接線(xiàn)和低壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的接線(xiàn)、高低壓廠(chǎng)用啟動(dòng) /備用變壓器的選擇。因此，主接線(xiàn)必須滿(mǎn)足以下基本要求。在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線(xiàn)及其繼電保護(hù) 設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶(hù)的供電；擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線(xiàn)過(guò)渡到最終接線(xiàn) 3. 經(jīng)濟(jì)性 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 為了節(jié)省投資，主接線(xiàn)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；要節(jié)省繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備；主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類(lèi)、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能損失。萬(wàn)一發(fā)生全廠(chǎng)停電，盡快從系統(tǒng)取得啟動(dòng)電源。高低壓，廠(chǎng)用母線(xiàn)均采用單母線(xiàn)，雙電源供電，即設(shè)有備用電源。 1. 原始資料分析 （ 1） 火電廠(chǎng)廠(chǎng)用電一次設(shè)計(jì)。 2 %)/kV/22 kV； 調(diào)壓方式：無(wú)載調(diào)壓； 阻抗電壓 (%)： 16； 接線(xiàn)組別： YN， d11 升壓變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)按直接接地設(shè)計(jì)，低壓側(cè)按不接地設(shè)計(jì)。單母線(xiàn)又分為單母線(xiàn)、單母線(xiàn)有分段、單母線(xiàn)分段帶旁路母線(xiàn)等形式；雙 母線(xiàn)又分為雙母線(xiàn)、雙母線(xiàn)分段、帶旁路母線(xiàn)的雙母線(xiàn)和二分之三接線(xiàn)等形式，本電廠(chǎng)采用單母線(xiàn)接線(xiàn)形式。 2. 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) ,如圖 所示 圖 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) , 1. 接線(xiàn)特點(diǎn) （ 1） 分段斷路器閉合運(yùn)行 一個(gè)電源故障時(shí)，仍可以使兩段母線(xiàn)都有電，可靠性比較好，但線(xiàn)路故障時(shí)短路電流較大。 2. 低壓廠(chǎng)用電電壓 容量為 200MW 及以上的機(jī)組，主廠(chǎng)房?jī)?nèi)的低壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)宜采用動(dòng)力與照明分開(kāi)供電方式，動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)的電壓宜采用 380V。 （ 2） 高壓廠(chǎng)用電應(yīng)設(shè)有啟動(dòng) /備用電源，電源設(shè)置方式根據(jù)機(jī)組容量大小和它在系統(tǒng)的重要性而異，但必須是可靠的。 變壓器的選擇原則 根據(jù)負(fù)荷計(jì) 算統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可進(jìn)行變壓器的選擇。變壓器的容量必須保證廠(chǎng)用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率 。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 （ 3） 600MW級(jí)機(jī)組的高壓廠(chǎng)用工作電源可采用 1臺(tái)分裂變壓器或 1臺(tái)分裂家 1臺(tái)雙卷變壓器 。 （ 3） 單機(jī)容量 200MW 以上的 機(jī)組采用單元接線(xiàn)時(shí)，一般每 2 臺(tái)廠(chǎng)用高壓工作變壓器設(shè)置一臺(tái)廠(chǎng)用高壓備用電壓器。 （ 3） 容量為 300MW 及以上的機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組宜設(shè) 1 臺(tái)低壓廠(chǎng)用備用變壓器。S — 啟動(dòng) /備用分裂繞組互為備用的重復(fù)負(fù)荷； 變壓器類(lèi)型的選擇原則 1. 變壓器的型號(hào) 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 變壓器的型號(hào)是由字母和數(shù)字兩個(gè)部分組成的，一般可表示如下： 其中： 1 為變壓器的產(chǎn)品型號(hào)，由多個(gè)字母組成； 2 為設(shè)計(jì)序號(hào)； 3 為額定容量， kV單相變壓器組是由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高。 （ 2）繞組數(shù)的選擇 發(fā)電廠(chǎng)的容量為 100MW 及以上的機(jī)組時(shí)，一般采用發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線(xiàn)形式接入系統(tǒng)。我國(guó) 110KV 及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)都需要選擇 YN 的聯(lián)結(jié)方式，對(duì)于 110KV 變壓器的 35KV 側(cè)也采用yn 的聯(lián)結(jié)方式，以便接入消弧線(xiàn)圈，而 6～ 10KV 側(cè)采用 d 形 ,因此，變壓器高壓側(cè) 采用 YN，低壓側(cè)采用 d 形聯(lián)結(jié)方式。 由此，在設(shè)計(jì)中采用無(wú)載調(diào)壓方式，發(fā)電機(jī)可以通過(guò)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)壓來(lái)調(diào)壓。 2. 短路故障的危害： （ 1） 電流急劇增大。 （ 4） 不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)流過(guò)的不平衡電流產(chǎn)生大量諧波，干擾通訊，危及設(shè)備和人身安全。39。39。39。 — 電動(dòng)機(jī)反饋電流周期分量的起始有效值（ KA）； JI — 基準(zhǔn)電流（ KA）； XX — 系統(tǒng)電抗（標(biāo)幺值）； TX — 廠(chǎng)用變壓器的電抗（標(biāo)幺值）； （ 2） 短路沖擊電流 )(2 39。... DDchBBchDchBchch IKIKiii ???? 式中 chi — 短路沖擊電流（ KA）； Bchi. — 廠(chǎng)用電源的峰值電流（ KA）； Dchi. — 電動(dòng)機(jī)的反饋峰值電流（ KA）； BchK. — 廠(chǎng)用電源短路電流的峰值系數(shù)； DchK. — 電動(dòng)機(jī)反饋電流的峰值系數(shù)； （ 3） t 瞬間三相短路電流 )(.)(.)( tDztBztz III ?? 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 )(.)(.)( tDfztBfztfz III ?? 式中 )(tzI — t 瞬間短路電流的周期分量有效值； )(tfzI — t 瞬間短路電流的非周期分量有效值； )(. tBzI — t 瞬間廠(chǎng)用電源短路電流的周期分量有效值； )(. tBfzI — t 瞬間廠(chǎng)用電源短路電流的非周期分量有效值； )(. tDzI — t 瞬間電動(dòng)機(jī)反饋電流的周期分量有效值； )(. tDfzI — t 瞬間電動(dòng)機(jī)反饋電流的非周期分量有效值； （ 4） 三相短路電流的熱效應(yīng) dtiQ tt ?? 0 2 式中 tQ — 短路電流熱效應(yīng)； i — 短路電流瞬時(shí)值； 2. 低壓短路電流 低壓（ 380V）短路電流，由低壓廠(chǎng)用變壓器和異步電動(dòng)機(jī)兩部分供給。39。39。I — 三相短路電流周期分量的起始值； BI39。 maxIIn? （ 3） 按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開(kāi)斷電流 ocI 或斷流容量 ocS 應(yīng)不小于設(shè)備分段 瞬間的短路電流有效值 KI 或短路容量 KS 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 oc kII? oc kSS 2. 按短路條件校驗(yàn) 短路校驗(yàn)就是校驗(yàn)電器和導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。 b 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 ( 3 )m in im atA A I C??? 式中， A 為母線(xiàn)截面積 minA 為滿(mǎn)足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積； C 為母線(xiàn)材料的熱穩(wěn)定系數(shù)。按用途可分為四種： （ 1） 工作接地：為了保證電氣設(shè)備在正常和事故下能可靠運(yùn)行，將電力系統(tǒng)某一點(diǎn)與大地連接 （ 2） 保護(hù)接地：為保護(hù)人身和設(shè)備的安全，將電氣設(shè)備由于絕緣損壞引發(fā)的事故，將電氣設(shè)備架構(gòu)接地。 （ 2） 將各種不同用途和各種不同電壓的電氣設(shè)備接地 ，應(yīng)使用一個(gè)總的地裝置。 1. 當(dāng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的接地電容電流小于或等于 A7210?時(shí) 中性點(diǎn)宜采用高電阻接地方式，也可以采用不接地方式 2. 當(dāng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的接 地電容電流大于 A7210?時(shí) 中性點(diǎn)宜采用低電阻接地方式，或采用不接地方式 3. 主廠(chǎng)房?jī)?nèi)的低壓廠(chǎng)用電中性點(diǎn)接地方式 宜采用三相三線(xiàn)制，中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式，采用動(dòng)力與照明公用的三相四線(xiàn)制中直接接地的方式 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 第三章 廠(chǎng)用負(fù)荷的分類(lèi)及計(jì)算 火電廠(chǎng)廠(chǎng)用電的主要負(fù)荷類(lèi)型 一般電廠(chǎng)的鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、燃料制備系統(tǒng)、化學(xué)水處理車(chē)間等都裝有容量不同的電動(dòng)機(jī)，它們采用高壓和低壓供電；全廠(chǎng)公用負(fù)荷、生活照明也需要供電，這些發(fā)電廠(chǎng)用電設(shè)備 統(tǒng)稱(chēng)為廠(chǎng)用電負(fù)荷。 按負(fù)荷的工藝系統(tǒng)分類(lèi) 大型火電廠(chǎng)工藝中，廠(chǎng)用負(fù)荷可達(dá)上千萬(wàn)臺(tái)，而這上千的廠(chǎng)用負(fù)荷，又相對(duì)按其用途集中在一個(gè)或幾個(gè)系統(tǒng)中，所以設(shè)計(jì)中也常采用按負(fù)荷的工藝系統(tǒng)分類(lèi)的方法，一個(gè)電廠(chǎng)大致可分為燃燒系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、水預(yù)處理和化水系統(tǒng)及電氣、檢修、保安系統(tǒng)等公用負(fù)荷系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)電源失壓后，另一個(gè)電源應(yīng)立即自動(dòng)投入，對(duì)于像給水泵這樣的廠(chǎng)用負(fù)荷，中、小型發(fā)電廠(chǎng)為備用，大型發(fā)電廠(chǎng)則采用還設(shè)有專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)給水泵作為備用。 對(duì)于三類(lèi)負(fù)荷一般由一個(gè)電源供電既可。 保安負(fù)荷僅限于機(jī)組的交流廠(chǎng)用電源突然全部消失后，保證機(jī)組安全停機(jī)，不致于損壞設(shè)備，并能很快啟動(dòng)、恢復(fù)供 電，而必須運(yùn)行的負(fù)荷。 2. 計(jì)算流過(guò)火電廠(chǎng)各工藝（除塵、化學(xué)、機(jī)務(wù)、熱控等）的負(fù)荷電流，作為選擇設(shè)備的依據(jù)。 計(jì)算負(fù)荷是工程設(shè)計(jì)中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線(xiàn)和電氣設(shè)備的依據(jù)。 負(fù)荷計(jì)算的原則 根據(jù)《 DL_T_515320xx 火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，選擇廠(chǎng)用電源容量時(shí)，應(yīng)按機(jī)組的輔機(jī)可能出現(xiàn)的最大運(yùn)行方式計(jì)算，具體計(jì)算原則： 1. 連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)予計(jì)算。 5. 互為備用而由不同廠(chǎng)用電源供電的設(shè)備，應(yīng)全部計(jì)算。 P? — 晶閘管高壓整流設(shè)備額定容量之和（ KW） 。 2. 汽機(jī)負(fù)荷計(jì)算 表 廠(chǎng)用電提資資料表 序 號(hào) 工 作 機(jī) 組 電 動(dòng) 機(jī) 技 術(shù) 數(shù) 據(jù) 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式 安 裝 臺(tái) 數(shù) 備 用 臺(tái) 數(shù) 名 稱(chēng) 換 算 系 數(shù) 型 額 額 額 額 經(jīng) 不 經(jīng) 經(jīng) 不 不 定 定 定 定 常 經(jīng) 常 常 經(jīng) 經(jīng) 容 電 電 轉(zhuǎn) 連 常 短 斷 常 常 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 34 K 號(hào) 量 壓 流 速 續(xù) 連 時(shí) 續(xù) 短 短 kW V A rpm 續(xù) 時(shí) 續(xù) 汽輪機(jī)部分 1 電機(jī)加熱器 2 220 2 2 2 給水泵組 電動(dòng)給水泵電機(jī)加熱 4 220 1 1 電泵液力偶合器油泵